美国实验室：71高校伸手复合材料MIT掀4D热浪

涉足复合材料研究的国家实验室主要有美国航空航天局NASA、进聚合物和复合工程中心、复合材料制造技术中心和国家复合中心，NASA侧重研发认证，国家复合中心重在实现商业化

高校实验室：MIT带来4D热浪

早在60年代，美国的一些高校就相继开设了复合材料相关的课程，并且同时展开相关的研究工作。相较金属材料和无机非金属材料，从复合材料在美国的高校专业和研究中心的设置来看，其重要性更加不言而喻。

据理财周报记者统计，目前全美有近百所高等院校开设了复合材料课程，其中对复合材料领域开展和科研较为系统的高等学校有71家，综合性大学主要包括斯坦福大学、密歇根州立大学、普林斯顿大学、宾夕法尼亚州立大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、华盛顿大学、西北大学、特拉华大学等，另外理工科学院也在复合材料领域形成了一个强势的集体，麻省理工学院、加州理工大学、佐治亚理工学院、伊利诺伊理工学院、纽约理工学院、伦斯勒理工学院在复合材料研究方面的实力不可小觑。

美国大学专门设立的研究所和研究中心也是复合材料研究的主力军。据理财周报记者不完全统计，美国至少有17个高校拥有专门的复合材料研究实验室，比较知名的主要包括麻省理工学院高级材料和结构技术实验室，普林斯顿大学复合材料理论组，伯克利大学伯克利复合材料试验室，密歇根州立大学复合材料与结构中心，特拉华大学复合材料中心、西北大学复合材料智能加工中心、宾夕法尼亚大学应用研究实验室、斯坦福大学结构和复合材料实验室、休斯顿大学复合材料工程与应用中心、弗吉尼亚理工大学复合材料及其结构研究中心、缅因大学先进复合材料和结构实验室等。

在材料工程专业领先的麻省理工学院拥有一个专门研究复合材料的高级材料和结构技术实验室，其前称是高级复合材料技术实验室。为适应形式的变化，该实验室将以前研究复合材料的属性、合成、结构以及运用的小范围逐渐扩大到研究复合材料在航天工业领域的应用，主要包括多尺度建模、仿真力学、变形对微结构特征的影响、固体力学的计算机建模以及设计、制造和测试微机电系统等。

在利用技术改变复合材料的性能上，麻省理工大学也快人一步。在3D打印热潮才掀起没多久，麻省理工学院自组装实验室马上带来了4D的热浪。这项技术是在自组装实验室主任斯凯勒·蒂比斯的领导下研发出来的。根据蒂比斯的介绍：“4D打印本质上其实就是利用复合材料进行的3D打印，通过这种方式增加了一项功能，那就是变形。”

另外，据记者从美国密歇根大学航空工程专业的一位校内人士处了解到，该航空工程学院的Anthony Waas教授、Veera Sundararaghavan教授以及Nakhiah Goulbourne教授是专攻复合材料结构性研究的。

其中，Anthony Waas教授为密歇根大学复合材料结构实验室的主任。据了解，Anthony Waas教授主要研究领域是轻量级飞机结构构件的力学响应、复合材料和复合机构力学、复合材料结构的链接、结构稳定性和纳米复合材料力学等。

而该实验室主要的目的是利用不同的材料组合创造出多种多样的材料结构。目前，该实验室开展的复合材料相关的项目包括纺织复合材料、3D复合材料、碳/硅碳复合材料等，项目资助来自美国国家航空航天局、美国能源部、美国空军研究室和通用电气公司等。

此外，密歇根大学还有个高级材料系统实验室,下面也设有专门的复合材料研究组，该项目研究资金主要来自国家科学基金会、通用电气公司以及美国海军司令部。

在众多研究复合材料的美国高校中，特拉华大学是开展复合材料研究和教学较早的大学，由于受到美国国家科技基金会、美国军事研究实验室、陆军研究处、海军研究处及杜邦、福特、帝国化学工业、波音等大工业集团的资助，其发展非常迅速。

该校的复合材料专业设立在机械工程系，此外，还拥有一个国际知名的复合材料中心。

特拉华大学的复合材料中心成立于1974年，现在已是全美最大的复合材料研究中心之一。

该中心目前有十个研究室、21位全职研究教授和51位兼职研究教授，每年500名研究生加入到该中心的项目研究队伍当中。

该复合材料研究中心的十个研究室分成六个技术领域研究和四个卓越研究项目。六个技术领域分别包括对材料和合成、力学和设计、加工科学、传感和控制、性能以及多功能材料的研究，而四个卓越研究中心则包括轻质多功能装甲材料的陆军研究项目、复合材料应用研究和技术协作项目、TACOM复合结构计划、VARTM处理项目和航空运输的先进材料研究项目。其中，该实验中心2012年六个技术领域的研究室在复合材料领域的研究突破和贡献共达到27项。

除了特拉华大学外，弗吉尼亚理工大学的复合材料项目也受到了美国海军以及大工业集团的大力支持，因此在这个领域发展得也非常迅速。目前，该校已成立了复合材料及其结构研究中心、粘结科学研究中心和海军复合材料实验室等。

国家实验室：NASA独秀一枝

据理财周报记者统计，涉足复合材料研究的国家实验室主要有美国航空航天局NASA、进聚合物和复合工程中心（CAPCE）、复合材料制造技术中心(CMTC)和国家复合中心。

其中，先进聚合物和复合中心工程——国家科学基金会行业/大学合作研究中（CAPCE）通过密切与俄亥俄州立大学合作促进聚合物和复合制造和设计技术进步。

先进聚合物和复合工程中心（CAPCE）的目标是建立一个基础的研究，将通过应用先进的聚合物和复合制造技术大大影响工业实践和生产力。其科研团队主要有L James Lee、Kurt W.Koelling、Jose M Castro、Anthony F Luscher和David Tomasko五位主任。

而国家复合中心主要负责复合材料和加工技术的宣传、开发、演示和支持商业化，通过与商业化产业、学术界和政府的伙伴关系提供显著的成本竞争优势。其重点在于积极推进复合材料的商业化。

事实上，德尔福汽车系统早就将其先进复合材料技术和相关业务转让给国家复合中心，其合作伙伴伯明翰阿拉巴马大学(UAB)推进长纤维增强热塑性塑料技术商业化项目获得联邦运输管理局(FTA)和陆军研究实验室支持。国家复合中心和合作伙伴代顿大学的研究所通过中心的多功能聚合物纳米材料和设备(CMPND)帮助纳米复合材料商业化。

国家实验室当中，资金人力物力方面综合实力最为顶尖莫过于美国航空航天局NASA。

今年9月，NASA选择了来自美国5个州的六家公司参与政府-行业合作，以推进复合材料的研究和认证，该项目是NASA航空研究任务理事会的集成系统研究计划的一部分。

这六家公司分别是：贝尔直升机德事隆公司，位于德克萨斯州沃思堡市；通用航空公司，位于辛辛那提；洛克希德·马丁航空公司，位于加州帕姆代尔市；诺思罗普·格鲁曼航空公司，位于加州雷东多海滩；波音研究与技术公司，位于圣路易斯市；联合技术公司及其子公司普拉特·惠特尼公司，位于康涅狄格州哈特福特。

据悉，世界发达国家均将发展轻量化复合材料压力容器技术列为太空探索的关键技术之一，如美国NASA提出的新航空研究计划（New Aeronautics Research Program）、2030年前的太空探索规划（3rd Space Exploration Conference & Exhibit）、欧洲木星探索计划等。

NASA研究中心的研究人员把先进格栅增强结构技术列入未来航天结构技术发展的六大方向之一的低成本结构技术之内；美国空间实验室把AGS技术列为迎接未来空间系统技术挑战的四大结构技术之一,并且指出了这项技术未来在航天器燃料储箱、机身等大型复杂部件应用的广阔前景。

公司实验室：开发领导者波音公司

据报道，今年10月，美国经济联合委员会在美国马萨诸塞州波士顿召开创新复合材料峰会，研讨在材料、市场和加工方面的发展趋势。

美国MPACT公司，Johns Manville公司，Agilent科技公司，MSC软件和复合材料创新中心，以及北美的跨国公司，如Chomarat、西门子,沙特基础工业公司（SABIC）,Daimler AG和Carbo Tech也出席了会议。

据理财周报记者了解到，除了上述的大型企业，还有美国ICE工程公司、美国精密制造集团有限公司、美国西美斯工业公司、美国米德复合材料集团公司等9家公司涉足复合材料研究，但波音公司是复合材料研究领域的元老级企业。

早在2009年，兰博基尼汽车公司在华盛顿大学正式揭幕了“兰博基尼先进复合材料实验室”（ACSL）。该实验室的启动标志着兰博基尼与航空航天和复合材料开发领域的领导者——华盛顿大学和波音公司，在碳纤维技术领域的探索与合作正式展开，华盛顿大学和波音公司是有着长久关系基础也是历史紧密相关的西北太平洋机构。

据悉，兰博基尼先进复合材料实验室从开发先进的无人空中汽车新技术和推进非常规空间空气动力系统概念到航空航天部门的教师和学生都是使用最前沿的技术。

该实验室主要的研究人员是保罗Feraboli，他是兰博基尼汽车先进复合材料结构实验室(ACSL)的主任。Ferabol博士已经接受了来自波音公司、联邦航空管理局(FAA)、美国空军科学研究办公室(AFOSR)、卡拉威高尔夫、赫氏公司等零部件生产商、美国的东丽复合材料、兰博基尼汽车公司的研究经费，用以各种研究项目发展的相关分析和复合材料实验技术。他特别感兴趣的是复合材料飞机的安全性和认证,包括影响伤害抵抗和耐受,雷击损坏,和防撞性。